第二十三讲缺血再灌注损伤概论修订版
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第二十三讲缺血再灌注损伤概论Document number:PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998第二十三章缺血-再灌注损伤一、基本要求1. 掌握自由基、活性氧、缺血-再灌注损伤、氧反常、钙反常、pH反常、钙超载、无复流现象和呼吸爆发的概念, 重点掌握缺血-再灌注损伤的发生机制。
2. 熟悉缺血-再灌注损伤的原因和条件, 熟悉缺血-再灌注损伤时机体的功能和代谢变化。
3. 了解防治缺血-再灌注损伤的病理生理基础。
二、知识点纲要(一)缺血-再灌注损伤的概念各种原因造成组织血液灌流量减少,可使细胞发生缺血性损伤。
再灌注具有两重性,多数情况使缺血组织和器官的功能结构得以修复,患者病情得到控制。
但是,部分患者或动物缺血后再灌注,不仅没使组织器官功能恢复,反而使缺血所致功能代谢障碍和结构破坏进一步加重,这种现象称为缺血-再灌注损伤。
与之密切相关的概念,还有氧反常、钙反常和pH反常。
缺血-再灌注损伤在不同种属和各种组织器官均可发生,具有普遍性。
( 二 ) 缺血-再灌注损伤的原因和条件再灌注损伤取决于缺血时间、侧支循环、需氧程度以及电解质浓度。
( 三 ) 缺血-再灌注损伤的发生机制1. 自由基的作用(1) 自由基的概念、特性、类型、体内代谢和生物学意义 (熟悉和了解)(2) 缺血-再灌注时氧自由基生成增多的机制 (掌握)1) 黄嘌呤氧化酶形成增多; 2) 中性粒细胞的呼吸爆发;3) 线粒体损伤,氧分子单电子还原增多;4) 儿茶酚胺增加,自氧化增强。
(2) 自由基的损伤作用(掌握)1) 生物膜脂质过氧化增强导致①膜结构破坏──膜的液态性和流动性减弱,通透性增强;②抑制膜蛋白功能──离子泵失灵和细胞内信号传递障碍;③线粒体功能受损──ATP 生成减少。
2) 细胞内Ca2+超载源于自由基引起细胞膜通透性增强,膜上Na+-K+-ATP酶失活和线粒体功能障碍。
3) DNA 断裂和染色体畸变外面无组蛋白保护的线粒体DNA对氧化应激敏感。
4) 蛋白质变性和酶活性降低自由基可引起蛋白质分子肽链断裂,使酶的巯基氧化。
5) 诱导炎症介质产生自由基可导致脂质过氧化和胞内游离钙增加,激活磷脂酶,脂加氧酶及环加氧酶。
2. 钙超载(1) .细胞内钙稳态调节 (熟悉和了解)(2) 再灌注时细胞内钙超载的机制 (掌握)1) Na+-Ca2+交换异常;2) 细胞膜通透性增高;3) 线粒体功能障碍;4) 儿茶酚胺增多。
(3) 钙超载引起再灌注损伤的机制 (掌握)1) 线粒体功能障碍; 2) 激活钙依赖性降解酶 Ca2+与钙调蛋白结合激活多种钙依赖性降解酶(磷脂酶,蛋白酶,核酸内切酶);3) 促进氧由基生成;4) 引起心律失常;5) 肌原纤维挛缩和破坏细胞骨架。
3. 白细胞的作用(1)缺血-再灌注时白细胞增多机制: 1)趋化因子生成增多; 2)细胞粘附分子生成增多。
(2) 白细胞介导缺血-再灌注损伤的机制:1) 机械阻塞作用;2) 炎症反应失控。
4. 无复流现象心肌无复流现象的发生机制:1) 心肌细胞肿胀; 2) 血管内皮细胞肿胀; 3) 微血管通透性增高;4) 心肌细胞孪缩; 5) 微血管痉挛和堵塞。
5. 能量代谢障碍表现特点:1)氧化磷酸化脱偶联; 2)高能磷酸化合物缺乏。
再灌注时高能磷酸化合物减少的机制:1) 线粒体膜易受自由基损伤,对氧的利用能力下降。
2) ATP 合成的前身物质再灌注时被冲洗出去,。
(四) 缺血-再灌注损伤时机体的功能、代谢变化1. 心脏的缺血-再灌注损伤(1) 心功能变化:1) 心肌舒缩功能降低; 2) 缺血-再灌注性心律失常; 3) 心肌顿抑。
(2) 能量代谢变化:氧化磷酸化功能障碍, ATP和CP含量减少。
(3) 超微结构变化:基底膜缺失,收缩带形成,线粒体肿胀等。
2. 脑的缺血-再灌注损伤生物电出现病理性慢波,ATP减少,脑水肿及脑细胞坏死。
3. 其他器官的缺血-再灌注损伤肠管缺血-再灌注损伤的特征为粘膜损伤,表现为广泛上皮与绒毛分离,上皮坏死等。
肾缺血再灌注时,肾功能严重受损。
4. 细胞凋亡能量代谢障碍及氧应激使氧自由基产生增多,激活多聚ADP 核糖转移酶和P53基因,参与细胞凋亡的发生。
(五) 缺血-再灌注损伤的防治原则消除缺血原因并尽早恢复血流,改善缺血组织的代谢,清除自由基和减轻钙超载,减轻炎症反应。
三、复习思考题(一)概念和名词1. 缺血-再灌注损伤(ischemia-reperfusion injury)2. 氧反常(oxygen paradox)3. 钙反常(calcium paradox)4. pH反常(pH paradox)5. 自由基(free radical)6. 活性氧(reactive oxygen species)7. 呼吸爆发respiratory burst)*8. 粘附分子adhension molecule)9. 凋亡(apoptosis)*10. 无复流现象 (no-reflow phenomenon)11. 钙超载(calcium overload)*12.心肌顿抑(myocardial stunning)(二)填空题*1. 再灌注损伤是否出现及其严重程度,关键在于:①,②,③以及④。
2. 自由基和离子不同,前者往往是具有①键的化合物发生②的产物,后者则为③的产物。
3. 缺血/再灌注损伤的机制主要有:①,②,③,④,⑤。
4. 心肌发生无复流现象的可能机制有:①,②,③,④,⑤。
5. 缺血与再灌注时氧自由基产生过多的可能机制有:①,②,③,④。
6. 缺血与再灌注时钙超载的可能机制有:①,②,③,④。
7. 自由基对细胞遗传物质方面的毒性作用主要表现为①、②• •或③,这种作用80%为④所致。
8. 自由基导致细胞功能障碍和结构破坏的损伤作用表现在:①,②,③,④,⑤。
9. 氧自由基可分为三大类:①,②,③。
10. 细胞质膜上的钙通道主要有两大类型:①,②。
11. Ca2+离开胞液的途径主要有:①,②,③。
12. 白细胞介导缺血-再灌注损伤的机制主要有:①,②。
13. 缺血与再灌注时能量代谢障碍的表现形式有:①,②。
14. 脑缺血/再灌注时,生物电出现①,组织学最明显变化为②和③。
*15. 缺血-再灌注损伤导致细胞凋亡与①障碍及②应激使③产生增多有关。
16. 缺血-再灌注时导致血管收缩的生物活性物质有:①,②,③,④,⑤等,其中(6) 是已知最强内源性血管收缩剂。
(三)选择题【A型题】1. 缺血再灌注损伤最常见于:A.心肌B.脑C.肝D.肾E.肠2. 最活泼、最强力的氧自由基是:A. O2-...3. 认为再灌注损伤实为缺血的继续和叠加的学说为:A.钙超载B.自由基损伤C.无复流现象D.白细胞作用E.能量代谢障碍4. 缺血-再灌注性心率失常最常见的类型:A.房性心律失常B.室性心律失常C.房室交界部阻滞D.房室传导阻滞E.房颤*5. 下述情况可使氧反常损伤的程度加重, 除了:A.缺氧的时间越长B.缺氧时的温度越高C.缺氧时酸中毒程度越重D.重给氧时氧分压越高E.再灌时PH纠正缓慢*6. 有关自由基的错误说法是:A.自由基是具有一个不配对电子的原子、原子团和分子的总称是其它活性氧产生的基础.自由基的产生需有过渡金属的存在D.体内的自由基有害无益E.自由基的化学性质极为活泼7. 钙反常时细胞内钙超负荷的重要原因是:减少使钙泵功能障碍+-Ca2+交换增加C.电压依赖性钙通道开放增加D.线粒体膜流动性降低E.无钙灌流期出现的细胞膜外板与糖被表面的分离8. 导致染色体畸变、核酸碱基改变或DNA断裂的自由基主要为:. ..9. 缺血-再灌注时细胞内氧自由基的生成增加不见于:A.中性粒细胞吞噬活动增强B.儿茶酚胺的增加C.黄嘌呤氧化酶形成减少D.细胞内抗氧化酶类活性下降E.线粒体受损、细胞色素氧化酶系统功能失调*10. 主要由白细胞释放的具有最强趋化作用的炎症介质是:、C5a D.巨噬细胞趋化因子 E.纤维蛋白肽B11.下述哪种物质收缩血管的作用最强A.血管紧张素B.内皮素C.白三烯*12. 自由基对机体的损伤最主要是通过:A.蛋白质交联B.对核酸的直接损伤C.引发葡萄糖交联D.引发脂质过氧化而引起的损伤E.引起染色体畸变13. 下面哪个不是氧自由基A. NO ..14. 线粒体功能失调导致氧自由基增多,是由于进入细胞内的氧:价还原增多价还原增多价还原增多价还原增多价还原增多15. 下述心肌超微结构变化,哪点为心肌细胞挛缩的直接标志A.基底膜部分缺失B.明显收缩带C.线粒体肿胀、嵴断裂D.出现凋亡小体E.出现糖原颗粒16. 缺血/再灌注损伤时导致细胞不可逆损伤的共同通路是:缺乏 B.细胞内钙超载 C.无复流现象 D.氧自由基作用 E.白细胞浸润17. 自由基攻击的细胞成份不包括:A.膜脂质B.蛋白质 D.电解质 E.线粒体18.下述哪个器官血管内皮细胞的黄嘌呤氧化酶活性最高A.小肠B.肝脏C.肾脏D.肺脏E.心脏19. 下述哪种物质是通过促使肌浆网释放Ca2+而引起心肌细胞内钙超载A.磷脂酰肌醇 B.三磷酸肌醇(IP3) C.甘油二脂(DG) D.2,3-DPG E.cAMP20. 下述关于粘附分子的说法,哪一点是错误的A. 可促进细胞及基质的粘附B. 由血浆产生C.由整合素、选择素等一大类分子组成D. 维持细胞结构E. 参与细胞信号传导*21.心肌顿抑的最基本特征是缺血-再灌注后:A.心肌细胞坏死B.代谢延迟恢复C.结构改变延迟恢复D.收缩功能延迟恢复E.心功能立即恢复22.下列各种酶中,哪个不是自由基清除剂A. 过氧化氢酶B. 过氧化物酶C. SOD E. NADH氧化酶23.白细胞激活后释放的脂质炎症介质是:α E. OH。
*24.下述哪点不是细胞凋亡的形态学特征A.有凋亡小体B.细胞皱缩C.核固缩D.质膜相对完整E.细胞结构全面溶解25.一般认为,缺血-再灌注损伤的始发环节是:缺乏 B.细胞内钙超载 C.无复流现象 D.氧自由基作用 E.白细胞浸润26.下述有关前列环素的描述,哪一点不正确A.主要由血管内皮合成B.具有扩血管作用C.可抑制血小板聚集D.可促进无复流现象的发生E.属于组织源性炎症介质【B型题】A. O2-..27. 当氧在体内获得一个电子时生成:28. 当氧在体内获得二个电子时生成:29. 当氧在体内获得三个电子时生成:30. 当氧在体内获得四个电子时生成:31. 是其它自由基和活性氧产生的基础是:A.黄嘌呤脱氢酶(XD)B.黄嘌呤氧化酶(XO)C. 次黄嘌呤D.黄嘌呤E. 尿酸32. 黄嘌呤氧化酶的前体是:33. 黄嘌呤氧化酶催化黄嘌呤可生成:34. 黄嘌呤氧化酶的作用底物除了黄嘌呤还有:35. 次黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶催化下可直接生成:36. O2-形成的主要催化酶是:【X型题】37. 缺血-再灌注损伤的发生机制有:A.钙超负荷B.自由基大量产生缺乏 D.无复流现象 E.白细胞聚集*38. 组织缺血-再灌注时白细胞积聚对组织的损伤作用表现在:A.嵌顿、堵塞毛细血管B.降低血管通透性C.释放溶酶体酶D.产生氧自由基E.释放谷胱甘肽过氧化物酶*39. 自由基引发的脂质过氧化可引起:A.组织及血浆中脂质过氧化物显着减少B.线粒体功能障碍C.细胞成分间广泛交联D.改变膜酶、离子通道的脂质微环境E.膜通透性增加, 细胞内钙超载40. 临床上再灌注损伤可发生于:A.休克治疗B.动脉搭桥术C.溶酸疗法D.心脏外科体外循环E.器官移植41. 脑缺血-再灌注损伤时最明显的组织变化是:A.脑水肿B.脑梗塞C.脑细胞坏死D.脑出血E.脑血栓形成42. 缺血再灌注损伤的影响因素有:A.缺血缺氧的时间B.灌流液的压力、温度与pHC.重给氧时的氧分压D.灌流液的成分E.动物本身的情况43.有关氧自由基的正确说法有:A.属于活性氧B.是共价键化合物发生异裂的产物C.化学性质极其活泼D.可引发生物膜链式脂质过氧化E.全部来自体外*44.关于Na+-Ca2+交换的正确描述是:A.载体是一种跨膜蛋白B.本身为一种产电性电流C.交换方式为双向转运D.主要受跨膜Ca2+浓度梯度的调节E. 主要受跨膜Na+浓度梯度调节45.属于再灌注损伤的反常现象包括:A.钙反常B.氧反常反常 D.反常性酸性尿 E. 钠反常*46.儿茶酚胺升高引起心肌细胞内钙超载的机制有:型钙通道开放增加 B.肌浆网释放Ca2+增加 C.细胞膜通透性增加+-Ca2+交换增强+-Mg2+-ATP酶活性增强47.参与呼吸爆发的酶包括:A.超氧化物歧化酶B. NADPH氧化酶C.黄嘌呤氧化酶氧化酶48.肠管缺血-再灌注损伤时,其粘膜损伤的特征性表现包括:A.上皮与绒毛分离B.上皮坏死C.中性粒细胞浸润D.出血E.溃疡形成(四)问答题1. 简述缺血与再灌注损伤的发生机制。